一种水下高放射性异物多功能吸取容器及打捞工艺的制作方法

本发明涉及一种水下高放射性异物多功能吸取容器及打捞工艺，该工艺通过使用水下吸尘器配合打捞工具可以在水屏蔽的工况下完成高放射性异物打捞，并可将高放射性异物留存在打捞工具中，以便于开展打捞后的分析取证工作。

背景技术：

在核电站运行、大修的过程中，维修人员进行水下异物打捞已经是一种不可避免的工作了，尤其电厂在大修期间换料水池高水位时，在堆芯区域出现高放射性异物并且必须进行处理。而在电站的运行系统中一旦出现了异物，会成为核电站安全稳定运行的极大隐患，甚至引发核安全事故。所以必须对发现的异物进行打捞、取证及分析，以评估相关设备情况。

对高放射性异物的打捞工作是极其复杂的，尤其是对复杂位置的高放射性的异物打捞，既要完成所见异物的打捞工作，同时又要避免因高放射性异物进入不可分解的打捞设备主体内部，而造成打捞设备本体成为高放射性设备，造成更大范围的高放射性废物产生。同时在打捞过程中还需避免异物漂移及转移过程中的脱落，产生二次异物或者异物不可控现象，而造成更大范围的水下设备吊装、部件拆除及打捞工作。如果该异物为高放射性异物，则还存在后期在水下进行异物取证、分析等工作。

目前的异物打捞设备和工艺基本都只针对异物的打捞过程，没有考虑高放射性异物打捞中的风险控制和打捞后的异物处理问题，及后期取证分析等工作。并且目前的异物打捞设备体积都比较大，尤其不适合在堆芯区域进行异物打捞 工作。而且在打捞的过程中，如果异物位于堆芯，因周围设备均为高放射性设备，无法通过测量判断该异物是否为高放射性异物，这样如果贸然使用一般的打捞设备，则容易造成高放射性异物存留在打捞设备本体内部或者粘贴在打捞设备表面。产生打捞设备需要做屏蔽处理的风险。

由于高放射性异物的特殊性，打捞后的后期处理其实成为一个很严重的问题，尤其是堆内构件本体零件、燃料组件格架、相关组件碎片或者在堆芯中经过运行一段时间的金属异物。除了用大型的铅屏蔽容器外无法转移或处理这些异物，而大型的铅屏蔽容器需要设计院的计算、论证、设计，并找厂家定制，需要大量的资金和时间，如果仅为一小片高放射性异物去准备一个大型铅屏蔽容器也为后期的放射性废物处理带来极大的压力，同时有高放射性异物的大型铅屏蔽容器日常的存储和管理也存在很高的风险。为满足以上打捞要求，需要发明一种打捞工艺，配合相关打捞工具，完成高放射性异物的打捞。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有的设备技术缺陷，发明一种打捞工艺，配合相关打捞工具，通过远距离操作，在水下完成多种位置的高放射性异物打捞。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种水下高放射性异物多功能吸取容器，包括吸入口、滤网、腔体、吸取管、接头、上盖、定位耳轴、逆止阀；吸入口一端插入上盖的吸孔，另一端与连接软管的接头连接；在上盖的背面安装有网格状金属滤网；腔体底部中间安装有吸取管，腔体底部安装有逆止阀；两个接头中的一个焊接在上盖，另一个安装在操作长杆上，接头在与操作长杆连接的状态下，通过旋转操作长杆可以带动上盖旋转；上盖与腔体通过螺纹连接，吸入口连接水下吸尘器；设置在腔体上的定位耳轴插入多功能吸取容器暂存底座或水下运输容器的定位槽内。

所述的吸入口为安装在上盖上的一段短管，以焊接形式进行密封，与上盖组合在一起，该短管具备远距离完成快速插拔的功能。

所述的腔体上部有内螺纹，腔体底部中间开有的吸取孔安装有吸取管，采用焊接进行固定及密封，腔体底部吸取孔处安装有逆止阀。

所述的多功能吸取容器暂存底座中间有一存放座，可将多功能吸取容器垂直放入暂存底座，多功能吸取容器可在暂存底座内完成上盖的开合动作。

所述的水下运输容器存放于水下燃料运输小车燃料篮内，在燃料篮处于垂直状态下拔出和插入。

一种水下高放射性异物打捞工艺，包括如下步骤：

1.通过水下视频装置检查堆芯，确认异物的尺寸及位置；

2.异物打捞系统组装及连接：堆芯上方移动桥架吊装设备下连接一个平衡器，平衡器下连接操作长杆，操作长杆下连接多功能吸取容器，多功能吸取容器的吸入口上安装一段连接软管，连接软管的另一端连接一台水下吸尘器，水下吸尘器放在换料水池底部不影响操作的地方，在打捞过程中无需移动，将多功能吸取容器暂存底座放在低剂量区域或者燃料厂房运输通道内；将水下运输容器安装在燃料运输小车内，燃料运输小车停靠在燃料厂房终端处，并处于垂直状态；

3.打捞设备组装及打捞准备工作：

3.1.打捞前条件确认：燃料厂房移动桥架、堆芯上方移动桥架、乏燃料贮存搁架、燃料运输小车均出于可用状态，燃料运输通道通畅，功能正常；

3.2.多功能吸取容器暂存底座存放于燃料厂房的燃料运输通道内；

3.3.将水下运输容器放入燃料运输小车，将燃料运输小车停靠在反应堆厂房终端，并将水下运输容器处于垂直状态；

3.4.将多功能吸取容器上盖拧入腔体；

3.5.将水下吸尘器的连接软管与多功能吸取容器的吸入口连接；

3.6.将水下吸尘器试运行完毕，缓慢吊入水内放在不影响打捞工作的地方；

3.7.在堆芯上方移动桥架的吊装装置和水下操作长杆之间用平衡器3进行连接，操作长杆的另一端与多功能吸取容器的接头连接；

3.8.将多功能吸取容器缓慢放入水内，用操作长杆控制升降、移动多功能吸取容器，待多功能吸取容器全部入水后，可试运转一下水下吸尘器，确认工作状态，并确保腔体内处于充水状态，而不是空腔，试运转后停止水下吸尘器工作；

4.将多功能吸取容器移至异物正上方，通过缓慢调整位置对准异物，操作操作长杆缓慢下降多功能吸取容器；

5.待多功能吸取容器下降至异物上方合适高度时停止下降，在下降的过程中可根据异物位置调节操作长杆的长度，最后将吸取管调整到异物正上方；

6.根据异物的位置，再次精确调整并确认多功能吸取容器的位置，确保吸取管对准异物，打开水下吸尘器；

7.稳定、缓慢的下降多功能吸取容器，直至异物被吸入腔体内；

8.停止运转水下吸尘器，稳定、缓慢的提升多功能吸取容器；

9.用水下视频装置检查异物是否还在原处，并在水屏蔽的工况下，缓慢升起操作长杆，直至合适高度，移动堆芯上方移动桥架，将多功能吸取容器吊运至非高放射性区域，在水下将吸取软管从吸入口上拔出；

10.用水下辐射测量装置在水下多功能吸取容器周围进行测量，判断多功能吸取容器内是否有高放射性物质，如没有异常，则可将多功能吸取容器在辐射监护下取出水池，对腔体中的异物进行处理；如测量结果多功能吸取容器中的 放射性显示异常，则必须按照高放射性异物处理工艺进行后期的异物转运及处理；

11.将多功能吸取容器运送至水下运输容器上方，缓慢下降操作长杆，将多功能吸取容器放入水下运输容器中，并将耳轴插入水下运输容器定位槽内进行定位；

12.将操作长杆与多功能吸取容器脱开，并将运输容器处于水平状态，通过水下运输小车将运输容器运至燃料厂房终端，并将其处于垂直状态；

13.移动燃料厂房移动桥架至水下运输容器正上方；

14.在燃料厂房移动桥架的吊装装置上安装操作长杆，将操作长杆与接头组件连接，将多功能吸取容器缓慢提升出水下运输容器；

15.移动燃料厂房移动桥架至水下暂存架上方，缓慢下降多功能吸取容器，并将多功能吸取容器多功能吸取容器暂存底座内，并确认定位耳轴与暂存架定位槽的位置；

16.如需暂存或者转运，则将操作长杆从接头上脱开，多功能吸取容器暂存于多功能吸取容器暂存底座内；

17.如需打开上盖，则保持操作长杆与接头的连接状态；旋转操作长杆，吸取装置上盖可从腔体上旋下；

18.如需在水下完成组装，可移动连接操作接头的操作长杆，将上盖移动至吸取装置腔体正上方，缓慢下降操作长杆；

19.将上盖对准腔体上方，缓慢的旋转上盖，上盖与腔体的螺纹啮合，直至旋紧；

20.将操作长杆从接头上脱开，多功能吸取容器存放于暂存架内；

如需将异物单独放入乏燃料水池或者进行检查分析，旋下上盖后可对腔体内的异物进行检查或转移处理，可以通过转运将高放射性异物运输至乏燃料池 内的乏燃料存储搁架存储高放射性异物，同样也可使用这种方法将高放射性异物从乏燃料水池内取出进行分析、检查；如后续还需要对异物进行分析，则可以将异物暂时保留在多功能吸取容器中，放在暂存架或者水下运输容器内待下一步使用。

本发明所取得的有益效果为：

本发明所述水下高放射性异物多功能吸取容器及打捞工艺，无需准备大型放射性异物屏蔽容器，可以将打捞出来的高放射性异物运送至乏燃料存储水池暂存，并在随时需要的时候可将其在乏燃料存储水池中取出，进行取证及分析。这种工艺节省了大修工期和大量的高放射性废物后期处理设备费用，并且为后期的技术分析提供了便利的条件。

本工艺及设备在组装完成后完全在水下完成实施打捞工作；本工艺及设备可对高放射性异物进行打捞并完成后期的转运、分析、存储等工作。本工艺及设备可在对高放射性异物处理过程中避免设计、购买大型屏蔽容器，节省时间及资金。该工艺可以完成对常规开阔放射性水域及狭小空间的放射性水域(例如：堆芯部位堆芯下板及流量分配板等辐射设备空间上)存在的异物进行打捞；打捞装置中设置有防吸入装置和逆止阀，可以确保打捞的异物保留在打捞装置的腔体内；打捞装置可根据具体异物的类型来设计不同形状、尺寸的装置，利用同一大功率水下吸尘器完成多种异物的打捞操作；通过操作工艺来保证打捞过程中异物不发生漂移。

附图说明

图1为高放射性异物打捞工艺的流程图；

图2为高放射性异物打捞位置示意图；

图3为多功能吸取容器示意图；

图4为多功能吸取容器暂存底座示意图；

图5为水下运输容器示意图；

图中：1、燃料厂房移动桥架；2、操作长杆；3、平衡器；4、堆芯上方移动桥架；5、连接软管；6、乏燃料贮存搁架；7、多功能吸取容器暂存底座；8、燃料运输小车；9、燃料运输通道；10、水下运输容器；11、多功能吸取容器；12、堆芯；13、水下吸尘器；14、吸入口；15、滤网；16、腔体；17、吸取管；18、接头；19、上盖；20、定位耳轴；21、逆止阀；22、暂存架定位槽；23、水下运输容器定位槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1—5所示，本发明所述多功能水下高放射性异物多功能吸取容器11包括吸入口14、滤网15、腔体16、吸取管17、接头18、上盖19、定位耳轴20、逆止阀21，堆芯异物通过多功能吸取容器11完成打捞，并通过与水下运输容器10的结合转运至燃料贮存厂房的燃料贮存格架6。吸入口14为安装在上盖19上的一段短管，该短管具备远距离完成快速插拔的功能；吸入口14一端插入上盖19的吸孔，并以焊接的形式进行密封，与上盖19组合在一起，另一端与连接软管5的接头连接，可在水下完成插拔工作。在上盖19的背面安装有网格状金属滤网15，当异物被吸入腔体16后，被滤网15阻隔在腔体16内，不会随着水流进入水下吸尘器13内部，也不会产生高放射性滤芯后处理的问题。腔体16为一容器，腔体16上部有内螺纹，腔体16底部中间开有一吸取孔，用以安装吸取管17。腔体16底部吸取孔处安装有一逆止阀21，可以将异物留在腔体16内，不会因为转运或者水下吸尘器停运而造成异物滑出，腔体16可根据异物大小及异物所在区域的设备空间情况进行选择。吸取管17安装在腔体16下部的吸取孔上，采用焊接进 行固定及密封，吸取管17可根据异物大小及异物所在区域的设备空间情况进行选择。接头18为可在水下完成远距离拆装的接头，其中一个接头焊接在上盖19，另一个接头安装在操作长杆2上可在水下完成脱卸和连接。接头18在与操作长杆2连接的状态下，通过旋转操作长杆2可以带动上盖19的旋转，达到在水下完成拆卸和安装的工作。上盖19与腔体16通过螺纹连接，上盖19上的吸入口14连接水下吸尘器13，上盖19上的接头18连接操作长杆2，可以通过操作长杆2控制多功能吸取容器11的提升、移动、定位，并可以在水下完成上盖19的开启和关闭。多功能吸取容器11在多功能吸取容器暂存底座7、水下运输容器10中存放，设置在腔体16上的定位耳轴20插入多功能吸取容器暂存底座7或者水下运输容器定位槽23内可为多功能吸取容器11定位，并保持相对固定。止逆阀21位于腔体16的底部。可随着水下吸尘器13的运转及停止，完成快速开启和关闭，将异物保留在腔体16内部。多功能吸取容器暂存底座7为一可远距离吊装的暂存底座，底座中间有一存放座，可将多功能吸取容器11垂直放入暂存底座，多功能吸取容器11可在暂存底座内完成上盖19的开合动作。水下运输容器10可存放于水下燃料运输小车8燃料篮内，在燃料篮处于垂直状态下，拔出和插入。水下运输容器10内可放入多功能吸取容器11，并可防止在运输过程中滑出水下运输容器10。

本发明所述水下高放射性异物的打捞工艺包括如下步骤：

21.通过水下视频装置，确认异物的尺寸及位置，这里以在位置最复杂的堆芯12内检查到异物为例，堆芯12为高放射性区域，无法通过水下辐射剂量测量装置确认异物是否为高放射性异物；

22.异物打捞系统组装及连接：堆芯上方移动桥架4吊装设备下连接一个平衡器3，平衡器3下连接操作长杆2，操作长杆2下连接多功能吸取容器11，多功能吸取容器11的吸入口14上安装一段连接软管5，连接软管5的另一端连接一台 水下吸尘器13，水下吸尘器13放在换料水池底部不影响操作的地方，在打捞过程中无需移动，将多功能吸取容器暂存底座7放在低剂量区域或者燃料厂房运输通道9内。将水下运输容器10安装在燃料运输小车8内，燃料运输小车8停靠在燃料厂房终端处，并处于垂直状态。

23.打捞设备组装及打捞准备工作

23.1.打捞前条件确认：燃料厂房移动桥架1，堆芯上方移动桥架4，乏燃料贮存搁架6，燃料运输小车8均出于可用状态，燃料运输通道9通畅，功能正常；

23.2.多功能吸取容器暂存底座存放于燃料厂房的燃料运输通道9内；

23.3.将水下运输容器10放入燃料运输小车8，将燃料运输小车8停靠在反应堆厂房终端，并将水下运输容器10处于垂直状态。

23.4.将多功能吸取容器上盖19拧入腔体16；

23.5.将水下吸尘器连接软管5与多功能吸取容器吸入口14连接；

23.6.将水下吸尘器13试运行完毕，缓慢吊入水内放在不影响打捞工作的地方；

23.7.在堆芯上方移动桥架4的吊装装置和水下操作长杆2之间用平衡器3进行连接，操作长杆2的另一端与多功能吸取容器接头18连接；

23.8.将多功能吸取容器11缓慢放入水内，用操作长杆2控制升降、移动多功能吸取容器11，待多功能吸取容器11全部入水后，可试运转一下水下吸尘器13，确认工作状态，并确保腔体16内处于充水状态，而不是空腔，试运转后停止水下吸尘器13工作；

24.将多功能吸取容器11移至异物正上方，通过缓慢调整位置对准异物，操作操作长杆2缓慢下降多功能吸取容器11；

25.待多功能吸取容器11下降至异物上方合适高度时停止下降，在下降的过程中可根据异物位置调节操作长杆2的长度，最后将吸取管17调整到异物正上方；

26.根据异物的位置，再次精确调整并确认多功能吸取容器11的位置，确保吸取管17对准异物，打开水下吸尘器13；

27.稳定、缓慢的下降多功能吸取容器11，直至异物被吸入腔体16内；

28.停止运转水下吸尘器13，稳定、缓慢的提升多功能吸取容器11；

29.用水下视频装置检查异物是否还在原处，并在水屏蔽的工况下，缓慢升起操作长杆2，直至合适高度，移动堆芯上方移动桥架4，将多功能吸取容器11吊运至非高放射性区域，在水下将吸取软管5从吸入口14上拔出；

30.用水下辐射测量装置在水下多功能吸取容器11周围进行测量，判断多功能吸取容器11内是否有高放射性物质，如没有异常，则可将多功能吸取容器11在辐射监护下取出水池，对腔体16中的异物进行处理。如测量结果多功能吸取容器11中的放射性显示异常，则必须按照高放射性异物处理工艺进行后期的异物转运及处理。

31.将多功能吸取容器11运送至水下运输容器10上方，缓慢下降操作长杆2，将多功能吸取容器11放入水下运输容器10中，并将耳轴20插入水下运输容器定位槽内23进行定位；

32.将操作长杆2与多功能吸取容器11脱开，并将运输容器10处于水平状态，通过水下运输小车8将运输容器10运至燃料厂房终端，并将其处于垂直状态；

33.移动燃料厂房移动桥架1至水下运输容器10正上方；

34.在燃料厂房移动桥架1的吊装装置上安装操作长杆2，将操作长杆2与接头18组件连接，将多功能吸取容器11缓慢提升出水下运输容器10；

35.移动燃料厂房移动桥架1至水下暂存架上方，缓慢下降多功能吸取容器11，并将多功能吸取容器11多功能吸取容器暂存底座7内，并确认定位耳轴20与暂存架定位槽22的位置；

36.如需暂存或者转运，则将操作长杆2从接头18上脱开，多功能吸取容器11暂存于多功能吸取容器暂存底座7内；

37.如需打开上盖19，则保持操作长杆2与接头18的连接状态；旋转操作长杆2，吸取装置上盖19可从腔体16上旋下；

38.如需在水下完成组装，可移动连接操作接头的操作长杆2，将上盖19移动至吸取装置腔体16正上方，缓慢下降操作长杆2；

39.将上盖19对准腔体16上方，缓慢的旋转上盖，上盖19与腔体16的螺纹啮合，直至旋紧；

40.将操作长杆2从接头18上脱开，多功能吸取容器11存放于暂存架内7；

如需将异物单独放入乏燃料水池或者进行检查分析，旋下上盖19后可对腔体16内的异物进行检查或转移处理，可以通过转运将高放射性异物运输至乏燃料池内的乏燃料存储搁架6存储高放射性异物，同样也可使用这种方法将高放射性异物从乏燃料水池内取出进行分析、检查；如后续还需要对异物进行分析，则可以将异物暂时保留在多功能吸取容器11中，放在暂存架或者水下运输容器11内待下一步使用。